[发明专利]一种快、慢中子复合探测器

说明书

本发明涉及一种快、慢中子复合探测器，主体结构为圆柱形的塑料闪烁体，所述的塑料闪烁体中打有盲孔，盲孔为均匀、分层布置；盲孔中放置锂玻璃闪烁柱，锂玻璃闪烁柱与塑料闪烁体的接触面使用光学耦合剂耦合；所述的塑料闪烁体的光窗面采用抛光处理，其它外表面均为打磨处理；塑料闪烁体除光窗面外均涂有反射层，反射层的外部被外壳所覆盖；所述的塑料闪烁体光窗面与光窗采用光学胶进行封接，光窗作为光导出面，闪烁光由光窗导出。塑料闪烁体用来测量入射快中子，锂玻璃采用多层结构，每层数量由里到外逐层增加，优先地为三层。外层及内层用来探测入射慢中子，内层和中心锂玻璃可测量经塑料慢化后的慢中子，同时提高入射快中子和慢中子灵敏度。

技术领域

本发明涉及核辐射测量技术中的中子探测领域，具体涉及一种快、慢中子复合探测器。

背景技术

中子测量是核辐射监测技术中一项重要内容，根据应用不同，已发展出多种测量仪器，如中子注量率仪、中子能谱仪、中子剂量当量仪等。常用的中子探测器主要有³He正比计数器、BF₃正比计数器、⁶Li玻璃闪烁体、塑料闪烁体、液体闪烁体等。现阶段常用的探测器，都只对特定能量段的中子灵敏，而对其它能量段灵敏度极低，如列举的前三项为慢中子探测器，后两项为快中子探测器。对于中子探测，要求一种能够对慢中子和快中子均有较高灵敏度、响应快的探测器，是一项必要的课题。

目前国内外曾研究过塑料闪烁体中载⁶Li核素的方法，在快中子探测器中引入慢中子探测核素。通过理论计算和实验，达到了提高塑料闪烁体在0.5MeV以下中子灵敏度的效果。但随着掺⁶Li浓度的提高，塑料闪烁体透明度明显下降，中子灵敏度明显降低，该工艺有待提升。另外载⁶Li塑料闪烁体制作工艺复杂，需在塑料聚合时引入⁶Li核素，⁶Li易分布不均，造成探测器各项不同性。

发明内容

本发明的目的在于：针对现阶段中子探测器仅针对不同能量段中子灵敏度高，无法满足同时测量快、慢中子的要求，提出一种高灵敏、工艺简单、环境影响小的快、慢中子探测器。

本发明的技术方案如下：一种快、慢中子复合探测器，主体结构为圆柱形的塑料闪烁体，所述的塑料闪烁体中打有盲孔，盲孔为均匀、分层布置；盲孔中放置锂玻璃闪烁柱，锂玻璃闪烁柱与塑料闪烁体的接触面使用光学耦合剂耦合；所述的塑料闪烁体的光窗面采用抛光处理，其它外表面均为打磨处理；塑料闪烁体除光窗面外均涂有反射层，反射层的外部被外壳所包裹；所述的塑料闪烁体光窗面与光窗采用光学胶进行封接，闪烁光由光窗导出。

所述的锂玻璃闪烁柱布置为多层结构，每层数量由里到外逐层增加。

所述盲孔的深度与锂玻璃闪烁柱的长度一致，孔直径略大于锂玻璃闪烁柱的直径。

所述的锂玻璃闪烁柱富含⁶Li核，闪烁体采用铈激活；锂玻璃闪烁柱外表面采用抛光处理。

所述塑料闪烁体的尺寸为直径φ10mm-φ100mm，长度为10mm-200mm。

所述锂玻璃闪烁柱的尺寸为直径φ1mm-φ10mm，长度为5mm-200mm。

所述的反射层用于防止光逸出，提高光收集效率。

所述的外壳预先进行光屏蔽及抗干扰处理，尺寸与复合探测器尺寸相适应。

所述的光窗，为有机玻璃光导。

本发明的显著效果在于：

本发明提供的多柱型高灵敏快、慢中子探测器，该方法利用塑料闪烁体中分层布置多根锂玻璃闪烁柱进行中子探测，具体有以下收益效果：

1)可同时测量入射的快、慢中子，中子灵敏度高